摘要：2017年5月的中国乌镇围棋峰会上，人工智能“阿尔法”与排名世界第一的围棋冠军柯洁对战，以3比0的总比分获胜。从此，围棋界公认“阿尔法”的围棋水平已经超过人类职业围棋顶尖水平。阿尔法的获胜，说明人工智能在一些方面已经超越了人类，这是人工智能领域的又一次突破和飞跃。于是，很多人在担忧，未来人工智能会不会取代人类的位置，真像科幻小说里说的那样———未来不需要人类？而作为人工智能的一部分的服务机器人，会不会在将来拥有人类的能力和感情，进而将人类取而代之？答案是：不会。服务机器人只能作为人类生活必不可少的一部分，辅助人类去实现和完成更高级、更完美的生活体验。
关键词：服务机器人；应用；发展前景
机器人，原本只是一个概念，但现在逐渐变得清晰，也从早期的幻想一步一步走向了现实。随着社会的进步与发展，中国人口红利的消失，越来越多的可以在制造业和工业领域中看到机器人的身影。人工智能迎来了第三次浪潮，人人都在考虑机器人的未来，人形交互式机器人很可能成为下一代人机交互的中心。
1 服务机器人概述
服务机器人是指能半自主或全自主完成服务人类工作的机器人，但它们不从事生产。服务机器人一般分为两种：一种是专业领域的服务机器人，如清洁机器人、医用机器人、水下机器人等；另一种是专门从事家庭及个人服务的机器人，在救援、监护、保安等领域都有广泛的应用。有着“机器人之父”美誉的恩格尔伯格于1985年开始研制、1990年投入市场、目前已在世界各地的几十家医院使用的“护士助手”机器人，被认为是世界上第一个服务机器人产品。经过技术的不断发展，服务机器人技术飞速发展，在性能、外观上都有很大改善。现在的服务机器人具有可移动性强、机械结构实用便利、人机交互能力强、智能化程度高、具有云服务能力等特点。可移动性强是指机器人为了完成各种服务工作，会改变自身的机械结构和各电动机的参数型号，达到动作灵活。机械结构实用便利是指机器人的机械结构有柔性设计，使它们既能完成工作，又能使非技术人员在操作机器人时避免伤害。人机交互能力强是指机器人有很多的传感器和人机交互界面，不仅能收集信息，还能提高自身的人机交互能力，更好地为大众服务，如智能轮椅，就是一种具有视觉和口令导航功能，并能与人进行语音交互的机器人轮椅。智能化程度高是指人工智能算法的快速发展及在机器人中的应用，使它能处理复杂问题、情况，不断提高智能化水平。云服务能力使机器人作为一种信息传输载体，能发送接收信息。不仅使其能根据指令完成工作，还节省了芯片的复杂性，实现了“瘦身”的目的。服务机器人的发展与人工智能、互联网联系密切，其智能化水平和人机交互能力会不断提高，能给用户带来更好的体验。
2 服务机器人结构设计
2.1 轮式行走机构设计
机器人按照其行走机构主要分为腿式、履带式和轮式。其中，腿式机构最灵活，适于在平整路面工作，但其稳定性比较差且控制系统非常复杂。履带式行走机构具有良好的自复位和越障能力，适合在野外山区工作，但是其体积大、整体机构笨重且能量损耗较大。轮式机构的结构简单、速度快、行动灵活、外形小、容易控制并且工作效率高、耗能低，但越障能力较差。图书馆环境具有平整的地表结构，且图书馆空间开阔，因此该服务机器人采取两轮式行走机构，保持机器人的移动速度同时又具有灵活转向的特点。
2.2 WIFI技术实现
云机器人依靠云技术强大的计算能力与存储功能来卸载机器人的计算与信息存储负担。云服务通过Internet向服务端机器人发送数据与信息，因此在云端与机器人之间需要建立相应的信息发送与接收通道。由于本云机器人任务环境为有限的图书馆范围但其作业位置不固定，因此机器人信号发送与接收通道需采用无线信号机制，以便于机器人的移动。WIFI是一种具有区域局限性的无线网络技术，通过路由器将优先信号变为无线的信号。与ZigBee、蓝牙等无线技术相比具有信息传递可靠性好，传输速率高的特点。云服务机器人通过WIFI技术连接云服务，不仅可以卸载庞大的计算任务，而且无线网络技术使得机器人直接连接网络而不必考虑网络线路问题。同时，WIFI技术为机器人之间的信息共享和协同工作提供了便利。
2.3 机械手臂设计
机械手臂示意图如图1所示，其中关节1与机器人机身相连接，关节3与机械手末端相连接。该机械手臂共具有四个自由度，分别是关节1的一个转动自由度，关节3的绕上手臂轴的转动自由度，关节2的两个方向的转动自由度。通过机械手臂的四个自由度，机械手具有上下移动，左右转动以及机械手的自转三个运动，实现图书的获取与存放过程。此外，机器人在机械手上配备有图书条形码识别功能，在机械手可触范围内识别图书条形码并与目标图书条形码进行匹配，实现准确获取图书的目的。
图1 机械手臂关节示意图
3 服务机器人的发展前景
3.1 服务机器人的全面化
服务机器人的产生发展与机械、医学、材料、生物等学科有着紧密的关系。因此，服务机器人技术要想进一步发展，所涉及的相关学科和相关技术也要快速发展。服务机器人整体技术水平提高，就会促进整个机器人产业的发展和全面升级。服务机器人的发展会促进相关学科、技术、整个产业、行业标准等各方面的发展，这就是服务机器人的全面化。
3.2 服务机器人的智能化
服务机器人技术发展方向是智能化，未来服务机器人会广泛应用传感器技术、智能认知与感知技术、新材料、复杂动力控制技术等。智能算法是智能化的核心，传感器技术不断发展，其精度不断提高，不仅能高速处理传感信息，而且还能提高智能机器人的智能化水平。同时，传感器技术的研究范围也在不断扩大，包括多智能、网络、虚拟、临场等传感技术。
总之，我国经济发展进入新常态，深化供给侧结构性改革任务非常艰巨，必须加快人工智能深度应用，培育壮大人工智能产业，为我国经济发展注入新动能。可想而知，服务机器人这一产业要想实现市场化，更好地发展并得到人们的认可和接受，就需要不断完善自身的技术，发展智能化和人机交互能力，进而为人们提供更全面、优质的服务。
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论文作者:张克溪1,赵鑫2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/6/22
标签：机器人论文; 技术论文; 人工智能论文; 人机论文; 机械论文; 人类论文; 能力论文; 《基层建设》2018年第12期论文;